自动送料装车系统

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1、自动送料装车系统电器控制与PLC课程设计自动送料装车系统的PLC控制专业：机械制造工艺及设备工业电气自动班级：02机双Y2姓名：李荣杰学号：02121429时间：05/06 () 20,第一章绪论1第二章方案设计第一节课题介绍2第二节硬件设计3第三节元器件选择第四节软件设计设计中碰到的问题及处理方法12第四章小结13附录一梯形图14附录二 设计的主电路、PLC控制电路1516附录三元器件清单17参考书及参考网站第一章绪论本课程设计以自控轧钢机控制系统设计，说明PLC的工业应用。目前我国 大部分的轧钢机的控制系统都是从国外引进的，不仅成本昂贵，而且在维护等 方面也非常不方便，一旦出现故障就有停产

2、的可能，这严重阻碍了企业的正常 生产。针对这种情况，应对轧钢机控制系统进行改造，使其本地化，这就是设 计本系统的主要目的。轧钢机的控制系统在国外已经比较普遍,但在我国国内对于这方面的研究还 是比较少，因此国产的控制系统几乎没有，这就更加有了对此系统进行改造的 必要性。在对系统进行改造前，必须对工艺流程、机械设备、原有的控制系统进行 分析研究，只有在彻底搞清楚原理之后才能进行改造工作，因此分析这一步是 非常重要的，并且也是很难很大的工作，之后的硬件设计、软件编程相对简单 一些。进行改造之后的控制系统不仅在维护方面更加方便，并且也降低了成本， 在产品的一致性上也有了提高，为产品的各项参数指标的提高

3、创造了更好的前 提条件，有利于质量的提高。轧钢机的应用越来越广泛，前景是非常好的。第二章方案设计用PLC构成自动送料装车控制系统。第一节课题介绍在小型控制系统中，大量的控制为顺序控制。顺序控制是指根据预先规定 的程序或条件，对控制过程各个阶段顺序地进行自动控制。用PLC进行顺序控制十分方便，它可以采用多种编程方法，除了用基本逻 辑指令和移位指令来编程以外，还可以用专用的顺序控制指令（例如步进指令） 来编程。本课题要求如下：某原料从料斗经过Ml、M2、M3三台皮带运输机送出。 从料斗向皮带1供料由电磁阀K2控制，皮带1、皮带2、皮带3分别由电动机 Ml、M2、M3驱动。通过红灯L1、绿灯L2控制

4、装料车的进出。由传感器S1、 S2控制料斗的开关。如图1-1：图1-1自动送料车系统示意图第二节硬件设计cr该系统硬件控制要求如下：红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装 料，料斗K2,电机Ml、M2、M3皆为OFF。当汽车到来时（用S2接通表示）， L1亮，L2灭，M3运行，电机M2在M3接通后2S后运行，Ml在M2接通后2S 后运行，K2在Ml接通后2S后打开出料。当料满后（用S2断开表示），料斗 K2关闭，电机Ml延时2S后关断，M2在Ml停2S后停止，M3在M2停2S后停 止，L2亮，L1灭，表示汽车可以开走。FX2n系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。由于FX2n系列具备如下

5、 特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适 合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为你的 工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。开发了各个范围的特殊功能模 块以满足不同的需要一模拟I/O,高速计器。定位控制达到16轴，脉冲串 输出或为J和K型热电偶或Pt传感器开度模块。对每一个FX2n主单元可配置 总计达8个特殊功能模块。连接到世界上最流行的开放式网络CC-Link,Profibus Dp和DeviceNet或者采用传感器层次的网络解决您的通信需要根据自动送料车系统的工艺流程，控制系统的被控系数有电磁阀K2的开元器件选择列表启与关闭、传感

6、器SI、S2的接通与断开、信号灯LI、L2的亮灭，电动机Ml、 M2、M3对皮带的驱动等。考虑到现场工作环境比较恶劣等情况，采用日本三 菱电工的FX2K-32MT-001系列可编程控制器（PLC）的CPU216为核心，配以扩 展模块、外部接口及驱动单元组成自动送料车生产过程自动控制系统。FX岔-32MT-001 （晶体管输出型）自带32个I/O点，其中16个输入点、 16个输出点，其输出为直流型输出，可以满足高频输出的要求。FX2N PLC的体积比FX2 PLC小50%以上，但控制功能和性能相同。FX2NPLC的编程，可用编程器，也可以在PC机上使用三菱公司的专用编 程软件包MELSE MED

7、0C进行。第三节元器件选择序号名称型号数量1灯泡220V22电磁阀34EF30-E10B24电动机几14-25Z35传感器WBC0126PLCFX2N-32MT-00117通讯电缆YDSLG18皮带PDSIECA-239电源SIT0P310熔断器RL6-25311低压隔离器HD-11312时间继电器JR0313按钮LA25215压力继电器JT4-22A316热继电器JR16-20/33元器件选择如下表:第四节软件设计I/O地址分配表，该系统需要11个输入点和5个输出点。I/O地址分配表输入设备输入点编号输出设备输出点编号启动按钮XI电磁阀Y0停止按钮X2电动机MlY1灯L1X3电动机M2Y2灯

8、L2X4电动机M3Y3传感器X5Y4X6Y5X7X8X9X10XII二. 根据控制要求状态图如图1-2所示。图1-2自动送料车系统状态转移图三、用基本逻辑指令编程根据流程图用基本逻辑指令编制的梯形图如图1-3所示。程序运行过程如下：按下启动按钮，X0闭合，M8002接通。XI闭合，红灯L1灭，绿灯L2亮，允许汽车进装料，XI断开。X2闭合，红灯L1亮，绿灯L2灭，汽车到位装料，X2断开。X3闭合，电机M3启动，T0开始计时，T0计时到，X3断开。X4闭合，电机M2开始启动,T1开始计时，T1计时到，X4断开。X5闭合，电机开始Ml启动，T2开始计时，T2计时到，X5断开。X6闭合，阀K2打开，

9、根据传感器S2, X6断开。X7闭合，阀K2关闭，X7断开。X8闭合，电机Ml停止运转，T0开始计时，T0计时到，X8断开。X9闭合，电机M2停止运转，T1开始计时，T1计时到，X9断开。X10闭合，电机M3停止运转，T2开始计时，T2计时到，X10断开。XII闭合，红灯L1灭，绿灯L2亮，允许汽车开走，XII断开。 程序结束，等待循环。该程序的控制示意图如下：1. 起动：起动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆积，要求逆物料流动 方向按一定时间间隔顺序启动。其起动顺序为：阀K2打开_吐_电机Ml打开_吐电机M2打开_吐电机M2打开2. 停止：停止时为了使运输皮带上不残留物料，要求顺物料流动方

10、向按一定 时间间隔顺序停止。其停止顺序为：阀K2关闭 床4 .电机M3打开 味4 .电机M2打开一9_电机Ml打开四、自动送料车系统梯形图如图1-3所示。五.自动送料车系统指令表如图1-4所示LDM8002运行开始对状态so驱动SETSOSTLSO激活初始状态SO, PLC运行LDXOOOSETS21STLS21LDX001SETS22STLS22LDX002OUTYOOUTY1SETS23STLS23LDX003OUTY2OUTT1SETS24STLS24LDX004OUTY3OUTT1SETS25STLS25OUTY4OUTT2LDX005SETS26STLS26LDIS2OUTK2LDX

11、006SETS27ANDSIOUTK2LDX007SETS28STLS28OUTY2OUTT1LDX008SETS29STLS29OUTY3OUTT1LDX009SETS30STLS30OUTY4OUTT2LDX010SETS31STLS31OUTY0OUTY1LDX011OUTSORET步进程序结束返回SOEND第三章设计中碰到的问题及处理方法图1-4自动送料车系统指令表第三章 设计中碰到的问题及处理方法1在设计初期因为不能确认所设计的系统如何工作而不能确定设计 方案，后通过査阅有关资料以及不断改进从而确定了设计路线及设计 方案。2在使用软件模块做设计时，启动和运行过程的操作都被错误和分析

12、中断所监控。错误将被报告给系统并通过模块上的LED显示。3在选用有关元器件时遇到了一些麻烦，因为不能确定所选择元器件 是否满足设计要求以及是否合理等问题，这很重要，后通过査阅有关 文献资料设计工具书等，以及参考其他有关类型的实例从而确定了元 器件。4在编程过程中因为编程方法不是很合理，遇到了很多麻烦。从书上 找到了一些经验编程方法：(1) PLC的编程，从梯形图来看，其根本点是找出符合控制要求的系 统各个输出的工作条件，这些条件又总是用机内各种器件按一定逻辑 关系组合来实现的。(2) 梯形图的基本模式为启-保-停电路一般只针对一个输出，这个输 出可以是系统的实际输出，也可以是中间变量。(3)

13、梯形图编程中有一些约定俗成的基本环节，它们都有一定的功能, 可以在许多地方借以应用。(4) 在准确了解控制要求后，合理的为控制系统中的事件分配输入输 出端。选择必要的机内器件，如定时器、计数器、辅助继电器。(5) 对于一些控制要求较简单的输出，可直接写出它们的工作条件， 依启-保-停电路模式完成相关的梯形图支路。工作条件稍复杂的可借 助辅助继电器。(6) 将关键点用梯形图表达出来。(7) 在完成关键点梯形图的基础上，针对系统最终的输出进行梯形图 的编绘。使用关键点综合出来最终输出的控制要求。(8) 审査以上草绘图纸，在此基础上，补充遗漏的功能，更正错误,进行最后的完善。第四章小结通过本次课程设计，充分锻炼了自己理论结合实际的能力，同时对PLC可 编程知识有了更深刻的认识和理解，为以后的自身发展又打下了些基础。短短一周的课程设计即将结束，每次课程设计总会有所感悟，课程设计是 一门实践性课程，是对所学进行一次应用，是有实际意义的，从中可以检验我 们到底学到了什么，有掌握到什么程度。这次的课程设计还是有一定难度的， 只能说明自己学的不够好，因为我们并不是专业学电器方面的，再加上平时花 的工夫不够，所以在此次课程设计中遇到了不少困难，还有找资料等，都花了 不少时间和精力，不过毕竟也是花了不少工夫去努力完成了，在找资料方面真 是花费了不少心思的，上图书馆査资料借书，上